- •Теоретические основы теплотехники
- •Теоретические основы теплотехники
- •Порядок выполнения работы:
- •Обработка результатов эксперимента
- •Содержание и оформление отчета
- •Контрольные вопросы для самопроверки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Содержание и оформление отчета по работе
- •Контрольные вопросы для самопроверки
- •Основные теоретические положения
- •Процессы изменения состояния влажного воздуха
- •Содержание и оформление отчета по работе
- •Контрольные вопросы для самопроверки
- •Основные теоретические положения
- •Фазовая I-s диаграмма водяного пара
- •Процессы изменения состояния водяного пара
- •Содержание и оформление отчета по работе
- •Контрольные вопросы для самопроверки
- •Литература
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Содержание и оформление отчета по работе
- •Контрольные вопросы для самопроверки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Содержание и оформление отчета по работе
- •Контрольные вопросы для самопроверки
- •Порядок выполнения работы:
- •Обработка результатов эксперимента
- •Содержание и оформление отчета по работе
- •Контрольные вопросы для самопроверки
- •Литература
- •Литература
- •Карнаух Вікторія Вікторівна, старший викладач
- •Теоретичні основи теплотехніки
- •83023, М. Донецьк, вул. Харитонова, 10. Тел.: (062) 97-60-45
Содержание и оформление отчета по работе
Отчет по работе должен содержать:
1. Цель работы, основные понятия и расчетные формулы.
-
Принципиальную схему установки.
-
Протокол испытаний (таблица 1).
-
Обработку результатов испытаний (таблица 2).
-
Графики зависимости коэффициента теплоотдачи от величины температурного перепада , зависимости между критериями подобия .
-
Степенная форма критериального уравнения (n и с опытные).
Практические задания для самостоятельного изучения данной темы
Исходные данные для выполнения заданий по теме «Теплоотдача» принимаются по двум последним цифрам зачетной книжки из таблицы Б.
Контрольные вопросы для самопроверки
-
Что такое конвективный теплообмен?
-
Запишите уравнение теплового потока, переносимого конвекцией.
-
Физический смысл коэффициента теплоотдачи? Единицы измерения.
-
Как выглядит эпюра распределения скоростей при различных режимах движения жидкости в канале?
-
Что такое тепловой пограничный слой?
-
Какие уравнения подобия характеризуют конвективный теплообмен? Какие уравнения подобия рекомендуются при ламинарном режиме?
-
Как влияет свободная конвекция на теплоотдачу при ламинарном движении жидкости?
-
Какую температуру принимают за определяющую? Что такое определяющий размер?
-
Как определяется эквивалентный диаметр для каналов некруглого сечения?
-
Как изменится значение коэффициента теплоотдачи с увеличением разности температур между стенкой и жидкостью? (проанализировать графики, полученные в лабораторной работе).
Литература
[1, с.93-100]; [2, с.348-400]; [4, с.152-177]; [6, с.24-33]; [8, с.10-26].
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7
Определение коэффициента теплопередачи теплообменника поверхностного типа
Цель работы: Экспериментально определить коэффициент теплопередачи теплообменника поверхностного типа.
Задание
1. Ознакомится с содержанием лабораторной работы. Подготовить и провести эксперимент.
2. Обработать полученные экспериментальные данные. По полученным данным сделать вывод. Составить отчет о проведенной работе.
Основные теоретические положения
Процесс переноса теплоты от одного теплоносителя к другому через разделяющую их стенку называется теплопередачей. Теплопередача – сложный вид теплообмена. Устройство, в котором реализуется этот процесс, называется теплообменным аппаратом (ТОА).
Теплообменные аппараты классифицируются по следующим признакам:
А) по контактирующим средам:
- жидкость-жидкость;
- пар-жидкость;
- газ-жидкость.
Б) по способу передачи теплоты:
- поверхностные (рекуперативные и регенеративные);
- смешанные.
В) по тепловому режиму:
- периодического действия;
- беспрерывного действия.
Г) по направлению движения теплоносителей:
- прямоточные;
- противоточные;
- поперечноточные
Д) по конструкции:
- трубчатые;
- пластинчатые;
- спиральные;
- с оребренной поверхностью.
Тепловой поток, передаваемый от одной среды к другой в ТОА, пропорционален разности температур теплоносителей и поверхности стенки, т.е.
Ф =kFΔt, Вт (1)
где k- коэффициент теплопередачи, характеризующий интенсивность процесса теплообмена в ТОА, Вт/м2К.
Для плоской однослойной стенки коэффициент теплопередачи k пропорционален сумме термических сопротивлений теплопроводности стенки и переходу теплоты на ее поверхностях
, Вт/м2К (2)
где 1 – коэффициент теплоотдачи от греющей среды к стенке, Вт/м2К;
δ – толщина стенки, м;
λ – коэффициент теплопроводности стенки, Вт/мК;
2 – коэффициент теплоотдачи от стенки к нагреваемой среде, Вт/м2К .
Если температура теплоносителей изменяется по длине теплообменника, то в уравнение (1) необходимо поставить среднелогарифмическую разность температур теплоносителей.
На рисунке 1 представлена схема распределения значений температуры по длине теплообменника при прямотоке (а) и противотоке (б).
Рисунок 1- Изменение значений температуры по длине теплообменника при прямотоке (а) и противотоке (б).
Среднелогарифмическая разность температур определяется по формуле
, оС (3)
где и – разность температур на входе в теплообменник и выходе из него, оС.
Для прямоточных аппаратов:
; (4)
. (5)
Для противоточных аппаратов:
; (6)
, (7)
где и – начальные и конечные температуры горячего и холодного теплоносителей, оС.
Схема экспериментальной установки
Установка представляет собой теплообменник 1 типа «труба в трубе» (рисунок 2). По внутренней трубе протекает горячая вода (греющий теплоноситель), нагреваемая от ТЭНа 2, по наружной трубе - холодная вода (нагреваемый теплоноситель).
Для определения температуры горячей и холодной воды установлены термометры. Расход греющего теплоносителя, протекающего через теплообменник, измеряется с помощью мерного бака 3. Регулирование расходов теплоносителей и переключение движения сред с прямотока на противоток осуществляется вентилями 5.